ITER高功率磁场抗扰度测试系统研究

目的  为了保证设备的安全稳定运行,受国际热核实验堆（ITER）组织监管的电力电子设备必须通过相关的磁场抗扰度测试。 方法  以ITER要求为基准,定义了所需测试系统的参数要求,选择方形螺线管线圈和方形三线圈作为研究对象,通过数值计算方法计算出最优性能的结构参数,并使用有限元的方法验证计算的正确性。 结果  对比两种线圈型式,选择功耗较小的螺线管作为最终的结构。然后以此参数为基准,分析了直流暂态的功率拓扑,计算了相关参数,确定了最终电源所需要的性能数据。 结论  研究为ITER高功率磁场抗扰度测试系统的感应线圈及其电源的设计提供了详细的计算过程和设计参考。     

整流变压器偏磁对托卡马克电源系统谐波不稳定的分析

目的  为了有效地抑制托卡马克电源系统中非特征次谐波对电网的扰动,研究了托卡马克电源系统低频谐波产生的机理。 方法  通过引入一种改进型的开关函数模型,并选取国际热核聚变实验反应堆(ITER)聚变装置为例,结合其相应的参数建立了其对应的交直流等效电路模型,并通过计算和仿真得到对应的输出2次谐波情况。 结果  通过计算得到输出量与输入量的比值稳定因子值几乎趋向于零。 结论  通过这一计算与仿真结果,可以确定整流变压器直流偏磁不会引起系统的谐波不稳定。     

ITER聚变装置及其电源系统

目的  为了实现受控核聚变,研究解决人类未来能源问题,国际热核聚变反应堆（ITER）计划建设核聚变反应超导托卡马克装置。 方法  简要说明了ITER计划的意义与发展,同时对其电源系统的组成与功能以及主要线圈的变流器电源结构与技术参数进行了针对性介绍。 结果  最后,提出了中国在ITER磁体电源方面的优化设计,以及完成的相关磁体电源采购包任务。 结论  中国通过参与ITER计划科研项目,为国际聚变工程技术发展做出了重要贡献。     

CFETR 110 kV电缆接地方案研究

目的  中国聚变工程实验堆（CFETR）旨在论证稳态燃烧等离子体的工程可行性。站内110 kV高压供配电系统通过电缆等设备为超导磁体电源和无功补偿系统供电,因此高压电缆的稳定工作对实验的开展至关重要。 方法  电缆正常运行需要考虑金属护层感应电势和环流,在对金属护层接地方式充分调研计算后,确定站内110 kV高压XLPE电缆交叉互联接地。利用ANSYS Maxwell软件对三相电缆进行建模,仿真护层感应电压;最后将仿真结果代入Simplorer所构建的等效电路。 结果  其仿真结果显示护层感应电势和环流满足国家标准要求。 结论  为110 kV电缆护层设计的交叉互联接地方案安全可靠,能够确保电缆长期稳定工作。     

永磁直驱风力发电机组弯头形机舱优化分析

目的  针对某型永磁直驱风力发电机组机舱几何外形不规则,受载荷复杂、重量较大的情况,需对其进行优化分析与设计。 方法  基于有限元方法,建立了机舱的有限元模型,分析了弯头形机舱的几何结构和主要形状影响参数,并基于分析结果对参数进行优化调整与复核计算。 结果  优化后的机舱最大von Mises应力由181 MPa减小到173 MPa,应力降低了4.4%,满足强度要求,重量由52.7 t减小到45.2 t,重量减少了约14.2%。 结论  研究表明,优化效果明显,为风电机组此类机舱设计与优化方法提供了借鉴和参考。     

基于时频分析法的开关柜避雷器泄漏电流检测

目的  在电力系统中,开关柜避雷器承担着抑制瞬态过电压和泄放脉冲大电流的重要作用,对于维持其正常稳定运行具有重大意义。 方法  为了有效抑制噪声对泄漏电流信号检测的干扰,提出了一种基于自相关系数与卡方检验优化的时频分析方法。首先通过电流传感器和分流器两种测量结果进行分析,然后利用基于自相关系数与卡方检验优化的小波变换消除信号中的噪声干扰,实现最优分解尺寸的确定,从而更好地适应小信噪比场合。 结果  通过软件平台分析得出在分流器的测量基础上利用优化后的小波算法去噪的抗干扰能力更强,波形质量更好。最后研制了一款泄漏电流在线检测装置,对提出的泄漏电流检测模型加以验证。 结论  实验结果表明该装置能够较好地实现避雷器泄漏电流的实时检测。     

海底电缆铺设过程中受力特性数值模拟研究

目的  以江苏启东某海上风电场建设项目为工程背景,开展海底电缆铺设过程中的力学特性数值模拟研究,分析不同挖沟深度的工况下海缆悬跨段的局部应力分布情况。 方法  基于ABAQUS数值模拟软件,建立海底电缆埋设数值模型。 结果  研究结果显示：海底电缆后缘提升点在埋设过程中的应力相较于埋设作业前显著增大,该位置的缆线在整个埋设过程中受力最大,是最危险的位置;挖沟深度对海底电缆后缘提升点处的应力有显著影响,随着挖沟深度的增加,后缘提升点处的应力相应增大。 结论  海底电缆铺设作业中应加强保护抬升点处的缆线材料,缆线的屈服应力参数选取应着重参考埋设作业中缆线的受力分析结果。研究成果可为海底电缆铺设作业提供参考依据。     

抽凝机组耦合热电转换辅助调峰系统参数设计

目的  为适应新能源电力并网需求,原有抽凝热电联产机组深度调峰供热改造已为重要途径之一。现有包括电热泵和电锅炉在内的热电转换装置为辅助火电机组调峰提供了潜在途径。 方法  以350 MW抽凝机组为例,建立了以热电转换装置辅助调峰参数优化模型,重点分析了热电转换设备参数对深度调峰性能的影响;其次,分别对比了电热泵和蓄热电锅炉两种典型热电转换系统在不同装置容量、不同放热速率下的调峰深度;最后,介绍了300 MW燃煤机组的煤耗率与污染物排放水平,指出本系统的节能效益,并给出热电转换装置的最优参数。 结果  结果显示：当电热泵的热功率为100 MW、放热速率与热功率相匹配也为100 MW时,机组的调峰深度达到最大值,为73 MW左右;当蓄热式电锅炉的电功率为45 MW、放热速率为100 MW时,机组的调峰深度达到最大值,为70.05 MW。蓄热式电锅炉的储热量在24 h中内略有增加,净储热量的数值为967.5 kWh。 结论  功率和放热速率是衡量热电转换装置辅助机组调峰能力的重要参数,且二者之间要有一定程度上的匹配性,针对不同情景灵活匹配热电转换装置的类型与参数可大幅提升机组的调峰深度。     

核聚变发电厂常规岛主厂房土建设计研究

目的  核聚变发电是未来核能利用的一种方式。为了研究其常规岛土建设计最优方案,需要结合过往常规火电,以及其他核电常规岛的设计技术进行探讨。 方法  通过从主厂房结构体系、汽机房屋盖结构、汽轮发电机基座选型以及主厂房防火设计四个方面开展方案对比分析。 结果  提出了核聚变发电厂常规岛相应的土建设计方案和设计建议。 结论  成果可以为类似工程项目提供参考。     

压水堆核电站工业供汽系统技术可行性研究

目的  为研究压水堆核电站为周边工业区提供工业用蒸汽的技术可行性。 方法  以某1 000 MW压水堆核电厂主蒸汽为热源,为周边提供工业蒸汽需求量300 t/h,蒸汽压力为1.8 MPa,蒸汽温度为250 ℃为例,论证了利用压水堆核电站二回路蒸汽加热工业用水产生满足工业需求的蒸汽转换系统的技术可行性。从热力学第一定律和第二定律理论出发,设计了该系统的工艺流程,计算了系统中关键换热设备的热力参数。 结果  得出热源疏水温度的合理值为65 ℃,如疏水温度低于60 ℃,在二级预热器中将出现热源温度低于工业水温度的情况,将违背热力学第二定律。 结论  研究成果可为压水堆核电站工业供汽提供技术参考。     

基于深度神经网络的DFIG低电压穿越技术研究

[目的]双馈风机(DFIG)的低电压穿越(LVRT)性能在一定程度上依赖于控制参数的优化,而目前对控制参数的优化基本都是离线模式,原因在于优化算法难以满足实时控制对计算速度的要求.[方法]基于深度神经网络(DNN)原理,提出基于"离线训练、在线计算"思路的低电压穿越实时优化控制方法.首先针对含DFIG电网在不同运行方式...     

泄漏孔径对特高压GIL管SF6泄漏影响的混合数值模拟

  目的  为了分析具有6 km跨度特高压GIL内SF₆泄漏气体的泄压过程及其扩散形态,提出了一种一、三维混合CFD计算方法。利用1D Flowmaster研究具有不同孔径的泄漏口对SF₆泄压过程的影响。利用3D Fluent分析SF₆在管廊内的扩散形态、浓度分布。  方法  为了验证混合数值方法的准确性,对比了1D Flowmaster和3D Fluent对同一管廊结构SF₆泄压过程的计算结果。  结果  仿真对比结果表明,Flowmaster模拟泄压过程具有计算速度快、精度高的特点。  结论  结合通风设计要求,获得基于泄漏孔径区间的轻度、中度、重度泄漏事故分类及对应扩散形态、浓度分布等重要数据,可为实际应用设计、事故处理提供指导。     

海上风电场运行期尾流损失分析

  [目的]  为了充分认识海上风电场运行过程中的尾流效应,对风电场布局设计中的模拟计算结果进行验证,探索海上风电场的风机尾流损失变化规律。  [方法]  以华南地区某海上风电场为测试场址,选用PARK模型进行尾流模拟计算,对模型中的参数进行优化并进行实际发电量验证。  [结果]  结果表明:PARK模型用于海上风电场尾流模拟可以基本反映风机实际发电情况;在某风向上风机间距为7D情况下,主风向尾流损失在第2排后的分布规律呈现较为稳定的状态,约为首台风机的30%。  [结论]  PARK尾流模型能够较好的模拟近海风电场尾流损失和进行发电量计算,模型参数选择应根据项目实际情况进行敏感性测算。     

电动执行机构定位精度实时补偿策略

[目的]为了减小电动执行机构定位精度受其内部参数变化的影响,减少电动执行机构的维修频率.[方法]在对电动执行机构的模型改进之后通过仿真试验得到稳态误差的影响因素,进一步添加补偿回路来减小稳态误差,补偿回路的参数使用BP神经网络算法求得.[结果]仿真结果表明,电动执行机构的稳态误差与控制器死区宽度、减速器齿隙宽度和输入信...     

磁约束聚变堆托卡马克误差场研究进展综述

  目的  托卡马克是公认最接近实现未来聚变堆聚变发电的可行方案，然而在实现聚变发电的路上还存在许多物理和工程技术问题。误差场作为托卡马克不可避免的偏离轴承对称的扰动磁场，即便幅值只有纵场大小的十万分之一，也会诱发锁模，引起等离子体储能大幅降低，进一步降低聚变堆核聚变反应率，甚至引起等离子体破裂，损坏装置第一壁，威胁着聚变堆的安全性和经济性。因此，三十多年来一直是托卡马克重点关注的物理问题之一。  方法  回顾了误差场锁模研究历史，梳理了托卡马克误差场四十多年的研究成果，从实验、理论和模拟的角度比较全面地阐述了误差场研究进展。  结果  在阐明误差场研究进展的基础上，指出了目前国际上误差场研究中重点关注且尚未解决的前沿问题。  结论  希望借此推动我国相关研究继续瞄准国际前沿问题取得新的突破，为磁约束核聚变物理知识体系的建立不断贡献出中国力量。     

燃机电厂黑启动与保安柴油发电机组配置方案及启动方式研究

目的  为了降低燃机电厂初期投资,在保证机组安全的同时,通过黑启动功能获取广东辅助服务经济补贴,提出了扩建燃机时采用多台柴油发电机组的配置方案,用于9F机组事故停机保安电源,同时又作为原9E机组黑启动电源。 方法  为了实现技术经济最优化,通过柴油发电机组配置及厂用电接线的多方案比选论证,给出了合理配置方案。并对推荐方案的事故停机控制逻辑以及黑启动控制逻辑进行论述。 结果  通过黑启动试验结果表明,各电气量均满足规范要求,推荐方案能满足黑启动功能并通过电网公司验证。 结论  多台柴油机同时用于黑启动及保安功能的方案,为今后燃机电厂黑启动及保安电源工程设计提供参考及借鉴。     

电网企业数据中心能效测量与计算方法研究

  [目的]  在国内,电网企业数据中心的能耗正日益提高。为有效地计算出数据中心的整体能源效率状况,提出了一种可行的电网企业数据中心能效测量标准与计算方法。  [方法]  通过研究国内外数据中心能效的测评方法,针对电网企业数据中心多与办公楼公用部分基础设施的特点,提出了准确计算IT负载、优化机柜配电单元耗电量估算、优化冷却水系统耗电量估算等3种优化方法,给出了优化的能效测量计算方法。  [结果]  研究成果表明:应用该方法,可将非数据中心区域消耗的能源在计算中分离出来,比常规的计算方法更准确,更贴近于国际通用的数据中心能效定义,能更真实地反映电网企业数据中心的能效水平。  [结论]  所提方法简单有效,可为电网企业不同数据中心之间的能源效率比较和节能水平评估提供依据。